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Emissivité dans l'infrarouge



  1. #1
    Afira

    Emissivité dans l'infrarouge

    Bonjour,

    J'ai cherché (peut-être mal) sans trouver de réponse satisfaisante, alors je me risque à poser une question qui a peut-être déjà été traitée.

    On parle beaucoup des gaz à effet de serre, mais je trouve bien peu de données. Quelqu'un peut-il m'orienter vers des sources donnant les émissivités des gaz en fonction de la longueur d'onde / température ?

    Cordialement

    -----


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  3. #2
    yves25

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    Bonjour, on a souvent cette question.
    Si on parle d'émissivité, c'est déjà très approximatif (en général, il s'agit alors de quantité intégrée spectralement)
    Sinon, la vraie donnée, c'est le coefficient d'absorption spectral , c'est une quantité qui varie très rapidement. On utilise des codes de calcul qui décrivent le spectre raie par raie.
    Ensuite, pour calculer l'effet de serre, il faut tenir compte de l'absorption et de la réémission du rayonnement , c'est le transfert radiatif.

    Il existe des codes disponibles sur le net qui te permettent de faire ce genre de calcul mais ce sont des boîtes noires (voir par exemple MODTRAN)
    Dix secondes pour écrire une bêtise, parfois des heures pour montrer à tous que c'en est une...

  4. #3
    Afira

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    Merci.

    Mais effectivement cela reste très éloigné de ma recherche. Et les graphes, sans unité en abscisse, restent assez abscons.
    On ne peut pas trouver mieux ?

  5. #4
    yves25

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    Pas vraiment à moins que tu ne veuilles écrire toi même un code radiatif.
    est ce le cas?
    Si oui, on peut aussi en discuter vois par exemple ici
    Dix secondes pour écrire une bêtise, parfois des heures pour montrer à tous que c'en est une...

  6. #5
    Afira

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    Citation Envoyé par yves25 Voir le message
    Pas vraiment à moins que tu ne veuilles écrire toi même un code radiatif.
    Pas exactement, je n'ai ni les moyens, ni les compétences. Mais j'aimerais approfondir ma compréhension, d'une part, et pourquoi pas, chercher à utiliser les meilleurs gaz caloporteurs dans des expériences.

    Si on se réfère au modèle MODTRAN, je suppose que l'abscisse du graphique supérieur correspond à la longueur d'onde en nanomètres. Si c'est bien le cas, pourquoi s'arrête-t-il à 1600 nm ?

    Citation Envoyé par yves25 Voir le message
    Si oui, on peut aussi en discuter vois par exemple ici
    OK. Là je suis calé pour un moment.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    GillesH38a

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    il faut comprendre que le transfert radiatif (la façon dont le rayonnement se propage , est absorbé et réémis) est un problème hautement non linéaire, parce que le coefficient d'absorption et l'émissivité dépendent de la population des niveaux d'énergie des molécules, qui dépend lui même de la présence de rayonnement et d'autres molécules. Il faut donc résoudre simultanément des milliers d'équations numériquement, à la fois sur le spectre et sur la population des niveaux d'énergie. Ce n'est pas du tout aussi simple que "un coefficient multiplié par une concentration" par exemple. Après on peut reproduire les résultats numériques par des formules approchées , mais elles sont assez approximatives (même si elles suffisent pour certaines applications), et ne sont valables que pour des systèmes physiques particuliers (l'atmosphère terrestre par exemple).

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  10. #7
    Afira

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    Bonjour,


    Je me doute que la prédiction du comportement thermique de l'atmosphère terrestre n'est pas une question triviale.
    Mais s'il y a tant de calculs, il doit y avoir quelque part des données. Cela m'intéresse d'une façon intrinsèque.

    Pour revenir à la question climatique, y a-t-il péché à vouloir appréhender le fonctionnement des transferts thermiques et/ou la façon de les aborder ? Cela déborde l'objet de ma première question… mais cela m'intéresse aussi.

    Dans la même veine, la description de la complexité de la modélisation me fait penser à un système chaotique. Or je m'étonne que les autorités (relayées par les médias) pointent une relation de causalité simple (donc linéaire) entre CO2 et réchauffement climatique… À quel niveau de complexité faut-il placer le curseur pour pouvoir agir utilement ?

  11. #8
    GillesH38a

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    Citation Envoyé par Afira Voir le message
    Bonjour,


    Je me doute que la prédiction du comportement thermique de l'atmosphère terrestre n'est pas une question triviale.
    Mais s'il y a tant de calculs, il doit y avoir quelque part des données. Cela m'intéresse d'une façon intrinsèque.
    bah oui il y a des tables d'opacités de centaines de raies, utilisables seulement dans des gros codes numériques contacte un spécialiste si ça t'interesse !

    Pour revenir à la question climatique, y a-t-il péché à vouloir appréhender le fonctionnement des transferts thermiques et/ou la façon de les aborder ? Cela déborde l'objet de ma première question… mais cela m'intéresse aussi.

    Dans la même veine, la description de la complexité de la modélisation me fait penser à un système chaotique. Or je m'étonne que les autorités (relayées par les médias) pointent une relation de causalité simple (donc linéaire) entre CO2 et réchauffement climatique… À quel niveau de complexité faut-il placer le curseur pour pouvoir agir utilement ?
    y a rien de péché à vouloir aborder un problème complexe, faut juste savoir que le résultat ne sera jamais exprimable par des formules simples exactes. Pour le caractère chaotique, il n'empêche pas d'avoir des moyennes stables, une fois qu'on moyenne sur des durées suffisamment longues pour lisser l'essentiel de la variabilité naturelle. C'est effectivement un problème d'identifier correctement le spectre de variabilité, pour savoir jusqu'à quelle échelle de temps lisser pour retrouver un comportement "déterministe".

  12. #9
    yves25

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    Citation Envoyé par Afira Voir le message
    Bonjour,

    Dans la même veine, la description de la complexité de la modélisation me fait penser à un système chaotique. Or je m'étonne que les autorités (relayées par les médias) pointent une relation de causalité simple (donc linéaire) entre CO2 et réchauffement climatique… À quel niveau de complexité faut-il placer le curseur pour pouvoir agir utilement ?
    Soyons clairs: le transfert radiatif est complexe sans doute mais ce n'est pas chaotique.
    L'essentiel du pb, c'est le très grand nombre de raies spectrales à prendre en compte (plusieurs centaines de milliers) et leur forme . C'est bien pour cela qu'il n'y a de formules simples qu'au prix d'approximations . On peut parfaitement se servir de ces approximations mais à la condition de savoir parfaitement quel est leur domaine de validité et ce qu'on peut en attendre et de ne pas essayer d'en sortir évidemment.
    Dix secondes pour écrire une bêtise, parfois des heures pour montrer à tous que c'en est une...

  13. #10
    Afira

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    Citation Envoyé par gillesh38 Voir le message
    bah oui il y a des tables d'opacités de centaines de raies, utilisables seulement dans des gros codes numériques contacte un spécialiste si ça t'interesse !
    Je n'en connais pas. C'est un peu la raison de mon post.

    Citation Envoyé par gillesh38 Voir le message
    faut juste savoir que le résultat ne sera jamais exprimable par des formules simples exactes.
    J'en suis conscient. Les formules simples sont pratiques, mais les résultats obtenus ne doivent pas faire oublier leur marge d'erreur. C'est pour cette raison que j'ai du mal à accepter la température d'équilibre de la terre prise comme corps noir, comme je le rencontre souvent, pour expliquer l'effet de serre.

  14. #11
    Afira

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    Citation Envoyé par yves25 Voir le message
    Soyons clairs: le transfert radiatif est complexe sans doute mais ce n'est pas chaotique.
    L'essentiel du pb, c'est le très grand nombre de raies spectrales à prendre en compte (plusieurs centaines de milliers) et leur forme .
    J'ai eu l'occasion de devoir me prononcer sur des résultats d'analyses spectrales comportants des milliers de données... La vie n'est pas toujours simple.

    Citation Envoyé par yves25 Voir le message
    C'est bien pour cela qu'il n'y a de formules simples qu'au prix d'approximations . On peut parfaitement se servir de ces approximations mais à la condition de savoir parfaitement quel est leur domaine de validité et ce qu'on peut en attendre et de ne pas essayer d'en sortir évidemment.
    Je suis tout à fait d'accord sur les précautions à prendre.

    Une question en aparté : comment faire apparaître des citations de différents post ?

  15. #12
    barda

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    slt,

    la complexité du phénomène d'effet de serre et de réchauffement de la planète, c'est qu'il recouvre un nombre très important de phénomènes élémentaires ou complexes, en interraction permanente, objets de nombreuses disciplines dont les "spécialistes" ne sont pas obligatoirement habitués à travailler ensemble, avec de surcroît des inconnues dépendant des décisions humaines (qui elles-mêmes ne sont pas toujours d'une cohérence exceptionnelle).
    Les rapports du GIEC tentent la synthèse des contributions de plusieurs milliers de chercheurs du plus haut niveau, représentant des centaines de pays... tout cela ne tient pas dans une ou deux (ni même cent) formules, fussent-elles "chaotiques"; inutile d'espérer les trouver sur un forum internet , fût-il de bon niveau...
    par contre, je suis sûr que tu trouverais intérêt à compulser les productions du GIEC, dont beaucoup sont librement diffusées sur le web; certes, ce n'est pas de la littérature luronne (mais ça n'est pas ce que tu cherches), et il te faudra un peu de temps, car le volume est important, et comprendra probablement des domaines où tu es neophyte; par contre tu trouveras à coup sûr les réponses à tes questions.

    Tapes donc giec sur gogol, et va sur wikipedia, les liens avec l'essentiel y sont fournis...

    Bon courage...

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  17. #13
    Cendres

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    Citation Envoyé par Afira Voir le message
    Une question en aparté : comment faire apparaître des citations de différents post ?
    Pour des citations de plusieurs posts, écrits éventuellement par plusieurs personnes, tu dois copier et coller la partie qui t'intéresse, et l'encadrer par les balises de citation (QUOTE); la première doit comporter le pseudo de l'intervenant cité, avec un espace derrière le "=". Tu peux retrouver cette syntaxe en cliquant sur "répondre avec citation" de n'importe quel message.
    N'a de convictions que celui qui n'a rien approfondi (Cioran)

  18. #14
    yves25

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    La question initiale est celle des émissivités dans l'infrarouge. Il y a été répondu. MODTRAN n'est pas un code raie par raie, c'est une version simplifiée. Si tu tires sur la ficelle , tu vas trouver toutes les références qui te permettraient de développer ton propre code, encore faudrait il les valider.
    Ensuite la question a dérivé vers l'effet de serre qui n'est pas seulement une question d'émissivité infrarouge et enfin barda dérive cette fois vers la question dy réchauffement en ré&action à l'augmentation de l'effet de serre. Ce n'est pas le sujet de cette discussion et c'est bien trop vaste pour qu'il y soit répondu ici.
    Il faut préciser la question: pas de discussion générale fourre tout svp.
    Dix secondes pour écrire une bêtise, parfois des heures pour montrer à tous que c'en est une...

  19. #15
    barda

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    Post #7 de Afira


    "
    Je me doute que la prédiction du comportement thermique de l'atmosphère terrestre n'est pas une question triviale.
    Mais s'il y a tant de calculs, il doit y avoir quelque part des données. Cela m'intéresse d'une façon intrinsèque.

    Pour revenir à la question climatique, y a-t-il péché à vouloir appréhender le fonctionnement des transferts thermiques et/ou la façon de les aborder ? Cela déborde l'objet de ma première question… mais cela m'intéresse aussi.

    Dans la même veine, la description de la complexité de la modélisation me fait penser à un système chaotique. Or je m'étonne que les autorités (relayées par les médias) pointent une relation de causalité simple (donc linéaire) entre CO2 et réchauffement climatique… À quel niveau de complexité faut-il placer le curseur pour pouvoir agir utilement ?"


    Je ne sais pas qui "dérive", mais cette interrogation était claire; nous sommes ici sur le forum environnement, pas sur celui des sciences dures... désolé...

  20. #16
    yves25

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    OK mais dans ce cas, la question initiale (émissivité infrarouge) était trompeuse.
    Pour mémoire, les discussions sur le réchauffement anthropique sont soumises à un moratoire qui n'est pas levé.
    Des discussions sur des sujets précis sont les bienvenues si elles ne débordent pas
    Dix secondes pour écrire une bêtise, parfois des heures pour montrer à tous que c'en est une...

  21. #17
    Afira

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    Citation Envoyé par Cendres Voir le message
    Pour des citations de plusieurs posts, écrits éventuellement par plusieurs personnes, tu dois copier et coller la partie qui t'intéresse, et l'encadrer par les balises de citation (QUOTE); la première doit comporter le pseudo de l'intervenant cité, avec un espace derrière le "=". Tu peux retrouver cette syntaxe en cliquant sur "répondre avec citation" de n'importe quel message.
    OK. Merci.

  22. #18
    Afira

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    Citation Envoyé par yves25 Voir le message
    La question initiale est celle des émissivités dans l'infrarouge. Il y a été répondu. MODTRAN n'est pas un code raie par raie, c'est une version simplifiée. Si tu tires sur la ficelle , tu vas trouver toutes les références qui te permettraient de développer ton propre code, encore faudrait il les valider.
    Ensuite la question a dérivé vers l'effet de serre …
    La question a effectivement évoluée en fonction des réponses. MODTRAN traite des IR dans l'atmosphère terrestre, sans répondre à ma question initiale…
    Il n'y a pas d'unité sur l'axe des abscisses du premier graphe (Wavenumber). Est-ce en nanomètres ?

    Citation Envoyé par yves25 Voir le message
    OK mais dans ce cas, la question initiale (émissivité infrarouge) était trompeuse.
    Je pensais que ma question concernait ce forum, si ce n'est pas le cas, merci de m'orienter.

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  24. #19
    yves25

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    Le nombre d'onde, c'est l'inverse de la longueur d'onde, ici, l'unité est le cm-1

    comme est en général en microns, retiens 10 000 cm-1 = 1 µm, 1000 cm-1 =10 µm

    Pour la discussion, en fait, je ne sais pas de quoi tu veux réellement discuter
    s'il s'agit des émissivités, je t'ai répondu , gilles aussi
    s'il s'agit de l'estimation de l'effet de serre à partir des spectres d'absorption, on t'a aussi répondu: ce n'est pas une mince affaire , vois donc le code radiatif que je t'ai indiqué
    s'il s'agit de la réponse climatique, alors lis le rapport du GIEC mais tu ne peux certainement pas te lancer dans ta propre estimation tout seul.
    Dix secondes pour écrire une bêtise, parfois des heures pour montrer à tous que c'en est une...

  25. #20
    Afira

    Re : Emissivité dans l'infrarouge

    Merci yves25 pour les précisions sur les unités. C'est un détail important pour la compréhension.

    Citation Envoyé par yves25 Voir le message
    Pour la discussion, en fait, je ne sais pas de quoi tu veux réellement discuter
    Mon objectif n'était pas de lancer une discussion ni sur les modélisations, ni sur l'effet de serre. Mais ce sont des sujets intéressants, et je suis ravis d'avoir quelques pistes pour approfondir ces sujets.

    Je posais une question, contenue dans le titre. J'aurais aimé trouver une bible donnant l'émissivité des corps (solides et/ou gaz) en fonction de la longueur d'onde, comme il existe l'Idel'cik pour les pertes de charges, par exemple. Votre réponse, aussi pertinente qu'elle soit, ne comble pas exactement cette attente. Mais peut-être dois-je me faire une raison, et redéfinir mon approche.

    Pour ma part, je n'ai rien à ajouter, sinon qu'à vous remercier tous de votre contribution.
    Bien cordialement.
    Dernière modification par Afira ; 09/08/2012 à 15h28.

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